文献

J-GLOBAL ID：202202274377754279   整理番号：22A0884601

疎行列演算高速化のためのメモリアーキテクチャ探索

Memory architecture exploration for sparse matrix-vector multiplication

著者 (5件)： 萩原汐 (富士通) ,  児玉宏喜 (富士通) ,  吉川隆英 (富士通) ,  幸朋矢 (東京工大) ,  遠藤敏夫 (東京工大)
資料名： 情報処理学会研究報告(Web)  (IPSJ Technical Report (Web))
巻： 2022  号： ARC-248  ページ： Vol.2022-ARC-248,No.28,1-9 (WEB ONLY)  発行年： 2022年03月03日 
JST資料番号： U0451A  資料種別： 会議録 (C)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 近年のハイパフォーマンスコンピューティングでは,演算速度よりデータ転送速度がボトルネックとなってきている.ボトルネックを解消するには,ハードウェアによる手法とソフトウェアによる手法を適切に組み合わせる必要があるが,どのように組み合わせれば効果的に高速化できるかは明らかではない.特に,疎データを扱うワークロードではメモリアクセスにランダム性があることから解析的に実効性能を求めることが困難であり,高速化の効果を定量的に見積もることは難しい.東京工業大学が開発しているPMNet(Performance predictor of Memory Network)では,実際にワークロードを実行した際のトレース結果を使って,任意のメモリアーキテクチャにおける実行時間を推定する.PMNetを使えば,メモリアクセスを考慮したメモリアーキテクチャの性能を高速に見積もることができる.本報告の目的は,疎行列演算を扱うワークロードの実効性能を向上させるための設計指針を立てることである.まず,疎行列ベクトル積(SpMV;Sparse Matrix-Vector multiplication)を使ったPMNetの精度検証を行い,目的達成に十分な精度をもつことを示す.更に,IRDSロードマップのデバイスパラメタを使って,PMNetがターゲットとしている2028年に実現可能なプロセッサにおけるSpMVの性能を推測すると共に,高速化のための設計指針を検討する.(著者抄録)

シソーラス用語： スパース行列 ,  *数値計算 ,  *高速化 ,  *記憶構造 ,  障害 ,  時間 ,  精度 ,  性能評価
準シソーラス用語： ボトルネック ,  メモリアーキテクチャ ,  計算精度 ,  行列計算 ,  高性能コンピューティング ,  実行時間 ,  疎行列

分類 (2件)： 記憶方式  (JC02040V) ,  数値計算  (JE02000J)

引用文献 (16件)：

• TOP500.org: TOP500 - November 2021, TOP500.org (online), available from <https://www.top500.org/lists/top500/2021/11/> (accessed 2022-01-07).
• TOP500.org: HPCG - November 2021, TOP500.org (online), available from <https://www.top500.org/lists/hpcg/2021/11/> (accessed 2022-01-07).
• I. R. eguly and M. Giles: Efficient sparse matrix-vector multiplication on cache-based GPUs, 2012 Innovative Parallel Computing (InPar), pp. 1-12 (2012).
• Z. Zhang, H. Wang, S. Han and W. J. Dally: SpArch: Efficient Architecture for Sparse Matrix Multiplication, 2020 IEEE International Symposium on High Performance Computer Architecture (HPCA), pp. 261-274 (2020).
• I. B. Peng and J. S. Vetter: Siena: Exploring the Design Space of Heterogeneous Memory Systems, SC18: International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis, pp. 427-440 (2018).

タイトルに関連する用語 (4件)： 疎行列 ,  高速化 ,  メモリアーキテクチャ ,  探索